Actúa por el principio de fototermólisis selectiva, cuyo objetivo es la eliminación del folículo piloso sin afectar estructuras vecinas. Esto lo hace mediante pulsos de luz de alta energía, con longitudes de onda que sean absorbidas selectivamente por el cromóforo diana, utilizando tiempos de emisión que sean inferiores al tiempo de relajación térmica del folículo piloso (20-60 milisegundos).

El folículo piloso contiene un cromóforo natural que es la melanina. Otros cromóforos presentes en la piel son el agua y la hemoglobina. Los láseres que se emplean para depilación tienen como diana la melanina y deben emitir una luz con una longitud de onda adecuada para que presente mucha absorción por ésta pero poca por otros pigmentos. La energía lumínica, al ser absorbida por la melanina, es transformada energía térmica, es decir, en calor que es lo que va a dañar el folículo piloso.

En la actualidad se desconoce cuál es el lugar específico que se debe destruir para evitar la regeneración del pelo. Los estudios postulan que si la destrucción se realiza en la papila y la matriz, lo que se observa es un retraso en el crecimiento folicular, y si se lesionaran las células madre del área de la protuberancia en la interfase entre la vaina radicular externa y el tejido conectivo, se conseguiría una depilación permanente.